一种导热胶和制备方法及其用途与流程

本发明涉及导热材料领域，具体涉及一种导热胶和制备方法及其用途。

背景技术：

1、加热卷烟是一种新型烟草制品，加热取代燃烧使得有害成分减少，因此加热不燃烧烟草制品也称为新型卷烟或者低温卷烟。卷烟中的烟草物质只加热而不燃烧，其加热温度(250-350℃)远低于传统卷烟的燃烧温度(800-900℃)。因此，相对于传统烟草，加热卷烟对烟草段的导热性要求更高。为了使烟叶受热均匀，往烟叶中添加高导热材料提高加热不燃烧烟中烟叶的热导率是一种常规的做法，比如常用的高导热材料有碳纳米管，石墨烯，米氧化铝、碳化硅等。

2、石墨晶体具有由碳元素组成的六角网平面层状结构。层平面上的碳原子以强有力的共价键结合，而层与层间以范德华力结合，结合非常弱，而且层间距离较大。因此，在适当的条件下，酸、碱金属、盐类等多种化学物质可插入石墨层间，并与碳原子结合形成新的化学相——石墨层间化合物。这种层间化合物在加热到适当温度时，可瞬间迅速分解，产生大量气体，使石墨沿轴方向膨胀成蠕虫状的新物质，即膨胀石墨。这种未膨胀的石墨层间化合物就是可膨胀石墨?？膳蛘褪婢吡颂烊涣燮母叩既刃?、无毒害等特点，因此可用作烟叶的导热材料。

3、可膨胀石墨与烟叶结合不能形成有效涂覆，一般将导热材料与有机材料配置成导热胶形式添加在烟叶中，现有导热胶一般包含导热材料以及粘结剂，通过将导热材料和粘结剂混合形成导热胶，涂覆在目标基底上形成导热产品。然而膨胀石墨由于其固有特点，难以与粘性有机粘结剂混合凝固形成有效的胶状物质。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的有机材料与导热材料混合凝固难以形成有效的胶状物质和制得的最终产物的导热性能低的缺陷，从而提供一种导热胶和制备方法及其用途。

2、本发明第一方面?；ひ恢值既冉旱闹票阜椒?，其中，所述制备方法包括如下步骤：

3、(1)在催化剂存在下，将聚乳酸、多元酸单体与多元醇单体进行聚合反应，得到聚合物；

4、(2)对可膨胀石墨进行加热膨胀处理，得到膨胀后的石墨；

5、(3)将所述聚合物与所述膨胀后的石墨混合得到导热胶。

6、根据本发明，所述催化剂、多元酸单体、多元醇单体的摩尔比为(0.1-0.15):(8-10):(8-10)。

7、根据本发明，所述聚乳酸与多元酸单体的质量比为(2.5-12):1。

8、根据本发明，所述催化剂选自对甲基苯磺酸和/或甲基磺酸。

9、根据本发明，所述多元酸单体选自柠檬酸和/或己二酸。

10、根据本发明，所述多元醇单体选自乙二醇、己二醇、丙三醇中的至少一种。

11、根据本发明，所述聚合反应的温度为100-150℃，聚合反应的时间为12-36h。

12、根据本发明，所述加热膨胀处理采用微波加热的形式进行。

13、根据本发明，加热的时间为1-3min，加热的功率为700-1000w。

14、根据本发明，步骤(3)中还包括：将所述聚合物与所述膨胀后的石墨分散在溶剂中进行混合得到导热胶。

15、本发明中，随着混合的不断进行，溶剂逐步挥发，体系变得粘稠。

16、根据本发明，所述聚合物与所述膨胀后的石墨的重量比为(8-12):1。

17、根据本发明，所述溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮中的至少一种。

18、根据本发明，所述混合的温度为50-90℃，混合的时间为1-3h。

19、本发明中，优选地，将所述导热胶涂覆在目标基底上，经干燥，得到涂覆导热胶的材料。

20、本发明第二方面?；で笆龅闹票阜椒ㄖ频玫牡既冉?。

21、根据本发明，所述导热胶的厚度为500-900nm。

22、本发明第三方面?；で笆龅牡既冉涸诰硌讨破分械挠猛?。

23、根据本发明，所述用途步骤包括：将所述导热胶涂覆在目标基底上，经干燥，得到涂覆导热胶的材料。

24、根据本发明，所述目标基底包括滤纸片和/或烟叶。

25、根据本发明，所述干燥步骤采用晾干的方式进行，晾干的温度为25-40℃，晾干的时间为1-6h。

26、根据本发明，所述涂覆导热胶的材料在25℃下，热导率为1.3-2.5w/(m·k)。

27、根据本发明，所述涂覆导热胶的材料在100℃下，热导率为1.5-3w/(m·k)。

28、本发明技术方案，具有如下优点：

29、本发明提供一种导热胶的制备方法，其中，所述制备方法包括如下步骤：(1)在催化剂存在下，将聚乳酸、多元酸单体与多元醇单体进行聚合反应，得到聚合物；(2)对可膨胀石墨进行加热膨胀处理，得到膨胀后的石墨；(3)将所述聚合物与所述膨胀后的石墨混合得到导热胶；本发明获得的聚合物具有丰富的羟基；在室温下呈现流动态，粘度高，能够与膨胀后的石墨混合得到导热胶，制得的导热胶中的聚合物在较宽工作温度范围内保持较高的粘度，使导热胶能较好地附着于目标基底。膨胀后的石墨具有高比表面积与高热导率，包含膨胀后的石墨的导热胶具有良好的导热能力，将其应用于卷烟领域，特别是加热卷烟中，使得加热卷烟能够均匀地受热。

技术特征：

1.一种导热胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂、多元酸单体、多元醇单体的摩尔比为(0.1-0.15):(8-10):(8-10)；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自对甲基苯磺酸和/或甲基磺酸；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为100-150℃，聚合反应的时间为12-36h。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述加热膨胀处理采用微波加热的形式进行；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中还包括：将所述聚合物与所述膨胀后的石墨分散在溶剂中进行混合得到导热胶；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为50-90℃，混合的时间为1-3h。

8.由权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得的导热胶。

9.根据权利要求8所述的导热胶，其特征在于，所述导热胶的厚度为500-900nm。

10.权利要求8或权利要求9所述的导热胶在卷烟制品中的用途。

技术总结
本发明涉及导热材料领域，具体涉及一种导热胶和制备方法及其用途，(1)在催化剂存在下，将聚乳酸、多元酸单体与多元醇单体进行聚合反应，得到聚合物；(2)对可膨胀石墨进行加热膨胀处理，得到膨胀后的石墨；(3)将所述聚合物与所述膨胀后的石墨混合得到导热胶；本发明获得的聚合物在室温下呈现流动态，粘度高，能够与膨胀后的石墨混合得到导热胶，制得的导热胶中的聚合物在较宽工作温度范围内保持较高的粘度，使导热胶能较好地附着于目标基底。膨胀后的石墨具有高比表面积与高热导率，包含膨胀后的石墨的导热胶具有良好的导热能力，将其应用于卷烟领域，特别是加热卷烟中，使得加热卷烟能够均匀地受热。

技术研发人员：刘远涛,王贺伟,吴伟阳,陆漓,刘启斌,李典,黄忠辉
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>广西中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10